JP6862702B2 - Zirconia calcined body and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、ジルコニア焼結体の原料となるジルコニア仮焼体及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a zirconia calcined product as a raw material for a zirconia sintered body and a method for producing the same.

ジルコニア焼結体は非常に高い強度を有するため、これを直接加工してその形状を加工することは困難である。そのため、複雑な形状を有するジルコニア焼結体の製造方法として、ジルコニア粉末を成形し、その後、焼結温度より低い温度で焼成することで仮焼体を得、これを機械加工した後に焼結させ、ジルコニア焼結体を得る方法がある。 Since the zirconia sintered body has very high strength, it is difficult to directly process it to process its shape. Therefore, as a method for producing a zirconia sintered body having a complicated shape, a zirconia powder is formed and then fired at a temperature lower than the sintering temperature to obtain a calcined body, which is machined and then sintered. , There is a way to obtain a zirconia sintered body.

例えば、特許文献1には、焼成過程における成形体から仮焼体への線収縮率が0.2〜1.0%の粉末を成形して得られたジルコニア成形体を800〜950℃で焼成することで、収縮率のバラツキを改善することを目的として得られた仮焼体が開示されている。当該仮焼体は、さらにこれをCAD/CAMにより歯科材料の形状に加工した後に焼結することで歯科材料用のジルコニア焼結体とすることが開示されている。 For example, Patent Document 1 describes that a zirconia molded product obtained by molding a powder having a linear shrinkage rate of 0.2 to 1.0% from a molded product to a calcined product in a firing process is fired at 800 to 950 ° C. By doing so, the calcined body obtained for the purpose of improving the variation in the shrinkage rate is disclosed. It is disclosed that the calcined body is further processed into the shape of a dental material by CAD / CAM and then sintered to obtain a zirconia sintered body for a dental material.

機械加工の仮焼体の焼結時の収縮率のバラツキを抑制するにより目標とする形状のジルコニア焼結体を得ることに対してある程度の効果があると考えられる。しかしながら、現実的に歯焼結前の機械加工中にチッピングや割れ等が生じるため、特許文献1の方法では、デザインされた仮焼体の形状を忠実に再現することの本質的な解決にはならない。これに加え、特許文献1では、線収縮率の制御方法自体が開示されていないため、現実的に収縮率のバラツキを抑えることができなかった。 It is considered that there is some effect on obtaining the zirconia sintered body having the target shape by suppressing the variation in the shrinkage rate at the time of sintering the machined calcined body. However, since chipping, cracking, etc. actually occur during machining before tooth sintering, the method of Patent Document 1 is an essential solution for faithfully reproducing the shape of the designed calcined body. It doesn't become. In addition to this, Patent Document 1 does not disclose the method itself for controlling the linear shrinkage rate, so that it is not possible to realistically suppress the variation in the shrinkage rate.

また、特許文献2には、切削加工を容易にするため、アクリル系樹脂で被覆されたジルコニア粉末を水素含有窒素雰囲気下で脱脂、仮焼することで得られたジルコニア仮焼体が加工性に優れることが開示されている。 Further, in Patent Document 2, in order to facilitate cutting, a zirconia calcined product obtained by degreasing and calcining zirconia powder coated with an acrylic resin in a hydrogen-containing nitrogen atmosphere is made workable. It is disclosed that it is excellent.

特開2010−220779JP-A-2010-220779 特開2013−119485JP 2013-119485

特許文献1の方法は仮焼体の加工性の改善はできず、また、特許文献2の仮焼体は水素含有窒素雰囲気下という特殊な条件下での脱脂、仮焼を必要とするものであり、量産を前提とする工業的な製法として適用することが難しい。 The method of Patent Document 1 cannot improve the processability of the calcined body, and the calcined body of Patent Document 2 requires degreasing and calcining under a special condition of a hydrogen-containing nitrogen atmosphere. Therefore, it is difficult to apply it as an industrial manufacturing method premised on mass production.

本発明は、従来の仮焼体と比べて、より優れた機械加工性が期待できる仮焼体及びこの様な仮焼体の工業的に適用可能な製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a calcined body which can be expected to have better machinability as compared with a conventional calcined body, and an industrially applicable manufacturing method of such a calcined body.

本発明者は、仮焼体の加工性について検討した。その結果、従来の仮焼体の微細構造と異なるか焼体を見出し、これにより、機械加工中のチッピングや割れ等が生じにくくなることが期待できることを見出した。 The present inventor examined the processability of the calcined body. As a result, they found that the microstructure of the calcined body was different from that of the conventional calcined body, and found that it could be expected that chipping, cracking, etc. during machining would be less likely to occur.

すなわち、本発明は、最大径が1μm以上の粒子の含有割合が15個/μm以下であり、密度が2.8g/cm以上3.6g/cm以下であるジルコニア仮焼体である。 That is, the present invention is a zirconia calcined product having a content ratio of particles having a maximum diameter of 1 μm or more of 15 particles / μm 2 or less and a density of 2.8 g / cm 3 or more and 3.6 g / cm 3 or less. ..

本発明により、従来の仮焼体と比べて、より優れた機械加工性が期待できる仮焼体及びこの様な仮焼体の工業的に適用可能な製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a calcined body that can be expected to have better machinability as compared with a conventional calcined body, and an industrially applicable manufacturing method of such a calcined body.

実施例1の電子顕微鏡観察図 (a)倍率:2500倍、図中スケールは10μm (b)倍率:30000倍、図中スケールは100nmElectron microscope observation diagram of Example 1 (a) Magnification: 2500 times, scale in the figure is 10 μm (b) Magnification: 30,000 times, scale in the figure is 100 nm 実施例2の電子顕微鏡観察図 (a)倍率:2500倍、図中スケールは10μm (b)倍率:30000倍、図中スケールは100nmElectron microscope observation diagram of Example 2 (a) Magnification: 2500 times, scale in the figure is 10 μm (b) Magnification: 30,000 times, scale in the figure is 100 nm 比較例1の電子顕微鏡観察図 (a)倍率:2500倍、図中スケールは10μm (b)倍率:30000倍、図中スケールは100nmElectron microscope observation diagram of Comparative Example 1 (a) Magnification: 2500 times, scale in the figure is 10 μm (b) Magnification: 30,000 times, scale in the figure is 100 nm 比較例2の電子顕微鏡観察図 (a)倍率:2500倍、図中スケールは10μm (b)倍率:30000倍、図中スケールは100nmElectron microscope observation diagram of Comparative Example 2 (a) Magnification: 2500 times, scale in the figure is 10 μm (b) Magnification: 30,000 times, scale in the figure is 100 nm 比較例3の電子顕微鏡観察図 (a)倍率:2500倍、図中スケールは10μm (b)倍率:30000倍、図中スケールは100nmElectron microscope observation diagram of Comparative Example 3 (a) Magnification: 2500 times, scale in the figure is 10 μm (b) Magnification: 30,000 times, scale in the figure is 100 nm

本明細書における各用語は以下のとおりである。 The terms used herein are as follows.

「ゾル粒子」とは水和ジルコニアゾルのゾル結晶子から構成される独立した粒子である。また、「ゾル結晶子」とは規則的に配列したジルコニアからなる最小単位の粒子であり、ジルコニアゾル粒子を構成する粒子である。 A "sol particle" is an independent particle composed of sol crystals of hydrated zirconia sol. Further, the "sol crystallite" is a particle having the smallest unit composed of regularly arranged zirconia, and is a particle constituting the zirconia sol particle.

「ジルコニア粉末」とは水和ジルコニアゾルを熱処理することで得られる粉末であって、二次粒子又は一次粒子の少なくともいずれのジルコニアの粒子から構成される。また、「二次粒子」とはジルコニアの一次粒子が凝集した凝集粒子である。二次粒子として顆粒などが挙げられる。「一次粒子」とはジルコニア結晶子から構成される独立した粒子である。さらに、「ジルコニア結晶子」とは規則的に配列したジルコニアからなる最小単位の粒子であり、一次粒子を構成する粒子である。 The "zirconia powder" is a powder obtained by heat-treating a hydrated zirconia sol, and is composed of at least one of secondary particles or primary particles of zirconia. Further, the "secondary particles" are aggregated particles in which the primary particles of zirconia are aggregated. Examples of secondary particles include granules. A "primary particle" is an independent particle composed of zirconia crystallites. Further, the "zirconia crystallite" is a particle having the smallest unit composed of regularly arranged zirconia, and is a particle constituting a primary particle.

「ジルコニア成形体」とは、圧縮等により、ジルコニア粉末が凝集して一定の形状を有するものである。 The "zirconia molded product" is one in which zirconia powder is aggregated by compression or the like and has a certain shape.

「ジルコニア仮焼体」とは、焼結初期を経た状態のジルコニアであり、ジルコニア粒子同士が界面を形成した構造、いわゆるジルコニア粒子がネッキングした構造を有するものである。例えば、ジルコニア成形体を、大気中、1150℃以下で熱処理して得られたものが挙げられる。 The "zirconia calcined body" is zirconia in a state where it has undergone the initial sintering stage, and has a structure in which zirconia particles form an interface with each other, that is, a structure in which so-called zirconia particles are necked. For example, a zirconia molded product obtained by heat-treating the zirconia molded product in the air at 1150 ° C. or lower can be mentioned.

「ジルコニア焼結体」とは、焼結中期及び焼結後期を経た状態のジルコニアであり、結晶粒子からなり緻密化が進行したものである。 The "zirconia sintered body" is zirconia in a state where it has passed through the middle stage and the late stage of sintering, and is composed of crystal particles and has been densified.

本発明において、「BET比表面積から求められる平均粒子径(以下、「D」ともいう。)」は、JIS R1626−1996に準じ、吸着物質を窒素(N)としたBET法1点法により求められるジルコニア粉末のBET比表面積から以下の式より求められる値である。
=6000/(S・ρ)
上記式において、DはBET比表面積から求められる平均粒子径(nm)、SはBET比表面積(m/g)、及び、ρは理論密度(g/cm)である。
In the present invention, the "average particle diameter determined from BET specific surface area (hereinafter, also referred to as" D B ".)" Are according to JIS R1626-1996, and the BET method 1-point method adsorbates nitrogen (N 2) It is a value obtained from the following formula from the BET specific surface area of the zirconia powder obtained by.
D B = 6000 / (S · ρ)
In the above formula, D B average particle diameter is determined from the BET specific surface area (nm), S is the BET specific surface area (m 2 / g), and, [rho is the theoretical density (g / cm 3).

また、ρは以下の式より求めることができる。
ρ=5.8×f/100+6.1×(100−f)/100
上記式において、ρは理論密度(g/cm)、及び、fは後述する式より求まる単斜晶率(%)である。
Further, ρ can be obtained from the following equation.
ρ = 5.8 × f m /100+6.1×(100-f m ) / 100
In the above formula, [rho theoretical density (g / cm 3), and, is f m is a percentage of monoclinic crystals (%) which is obtained from the equation described below.

本発明における「電子顕微鏡で測定される平均粒子径(以下、「D」ともいう。)」は、ジルコニア粉末の電子顕微鏡観察図において、独立した最小単位の粒子を100個以上の無作為に抽出し、当該粒子の面積を円形に換算して算出した粒子径の平均値である。 The "average particle size measured by an electron microscope (hereinafter, also referred to as" DT ")" in the present invention is a random number of 100 or more independent minimum unit particles in an electron microscope observation diagram of zirconia powder. It is an average value of the particle diameters obtained by extracting and converting the area of the particles into a circle.

本発明における「単斜晶率」は、ジルコニア粉末の結晶相に含まれる単斜晶ジルコニアの割合であり、ジルコニア粉末の粉末X線回折パターンについて、以下の式で求められる値である。 The "monoclinic crystal ratio" in the present invention is the ratio of monoclinic zirconia contained in the crystal phase of the zirconia powder, and is a value obtained by the following formula for the powder X-ray diffraction pattern of the zirconia powder.

=[I(111)+I(11−1)]×100
/[I(111)+I(11−1)+I(111)]
f m = [I m (111 ) + I m (11-1)] × 100
/ [I m (111) + I m (11-1) + I t (111)]

上記式において、fは単斜晶率(%)、I(111)は単斜晶ジルコニアの(111)面に相当するXRDピークの面積強度、I(11−1)は単斜晶ジルコニアの(11−1)面に相当するXRDピークの面積強度、及び、I(111)は正方晶ジルコニアの(111)面に相当するXRDピークの面積強度である。 In the above formula, f m is percentage of monoclinic crystals (%), I m (111) is the area strength of the XRD peak corresponding to the (111) plane of monoclinic zirconia, I m (11-1) monoclinic area intensity of the XRD peak corresponding to the (11-1) plane of the zirconia, and, I t (111) is the area strength of the XRD peak corresponding to the (111) plane of tetragonal zirconia.

本発明おける「粉砕」とは、外的な力をジルコニア粉末に加え、一次粒子を分散させる処理であり、「解砕」とは、粉砕前のジルコニア粉末に対する粉砕後のジルコニア粉末の単斜晶率の増加率(以下、「単斜晶増加率」ともいう。)が5%以下となる粉砕が挙げられる。一方、「機械粉砕」とは単斜晶増加率が5%を超える粉砕である。 In the present invention, "crushing" is a process of applying an external force to the zirconia powder to disperse the primary particles, and "crushing" is a monoclinic crystal of the zirconia powder after crushing with respect to the zirconia powder before crushing. Examples thereof include pulverization in which the rate of increase (hereinafter, also referred to as “monoclinic crystal increase rate”) is 5% or less. On the other hand, "mechanical pulverization" is pulverization in which the rate of increase of monoclinic crystals exceeds 5%.

以下、本発明のジルコニア仮焼体について説明する。 Hereinafter, the zirconia calcined body of the present invention will be described.

本発明の仮焼体は、最大径1μm以上粒子の含有割合が15個/μm以下である。最大径が1μm以上の粒子(以下、「粗大焼結粒子」ともいう。)は、仮焼体中の他の粒子比べて凝集が密な粒子であり、相対的に焼結が進行し過ぎたために形成されると考えられる。粗大焼結粒子は仮焼体表面及び内部のいずれにも存在しないことが好ましいが、仮焼体表面に存在する粗大焼結粒子は簡単な表面加工によりこれを取り除くことが可能である。一方、仮焼体内部に存在する粗大焼結粒子は、目的とする形状に加工する際にはじめてその存在が確認されることが多く、機械加工に先立ち除去することが困難である。そのため、本発明の仮焼体における粗大焼結粒子の割合は、仮焼体内部の粗大焼結粒子の割合であることが好ましく、これは仮焼体の断面の電子顕微鏡観察図で観察される粗大焼結粒子の割合として求めることができる。 The calcined product of the present invention has a maximum diameter of 1 μm or more and a particle content ratio of 15 particles / μm 2 or less. Particles with a maximum diameter of 1 μm or more (hereinafter, also referred to as “coarse sintered particles”) are particles with denser aggregation than other particles in the calcined body, and the sintering has progressed relatively excessively. It is thought that it is formed in. It is preferable that the coarse sintered particles do not exist on either the surface or the inside of the calcined body, but the coarse sintered particles existing on the surface of the calcined body can be removed by a simple surface treatment. On the other hand, the coarse sintered particles existing inside the calcined body are often confirmed to exist only when they are processed into a desired shape, and it is difficult to remove them prior to machining. Therefore, the ratio of the coarse sintered particles in the calcined body of the present invention is preferably the ratio of the coarse sintered particles inside the calcined body, which is observed in the electron microscope observation view of the cross section of the calcined body. It can be obtained as the ratio of coarse sintered particles.

粗大焼結粒子、特に仮焼体内部に存在する粗大焼結粒子は、仮焼体を焼結した際に、不均一な収縮を起し、緻密化を妨げる結果、目的とする形状のジルコニア焼結体が得られにくくなる。これに加え、チッピング等、加工時の欠陥の発生源にもなりうる。粗大結晶粒子は少ないことが好ましく、粗大焼結粒子の割合は10個/μm以下、更には5個/μm以下であることが好ましく、1個/μm以下であることが特に好ましい。 粗大焼結粒子の含有割合は、仮焼体の断面の走査電子顕微鏡(以下、「SEM」とする。)により測定される観察図から求めればよい。具体的には、仮焼体を集束イオンビーム加工して仮焼体の断面を得、当該断面のSEM観察図における仮焼体断面の単位面積当たりの粗大焼結粒子の個数(個/μm)をもって粗大焼結粒子の含有割合とすればよい。この場合、SEM観察図は縦30〜50μm、横:50〜30μmとなる視野で観察したものとし、なおかつ、3視野以上のSEM観察図を用いればよい。 Coarse sintered particles, especially the coarse sintered particles existing inside the calcined body, cause non-uniform shrinkage when the calcined body is sintered and hinder densification, resulting in zirconia firing of the desired shape. It becomes difficult to obtain a body. In addition to this, it can also be a source of defects during processing such as chipping. It is preferable coarse crystal grains is small, the proportion of coarse sintered particles 10 / [mu] m 2 or less, more preferably 5 / [mu] m 2 or less, particularly preferably 1 / [mu] m 2 or less. The content ratio of the coarse sintered particles may be determined from an observation diagram measured by a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”) of a cross section of the calcined body. Specifically, the calcined body is subjected to focused ion beam processing to obtain a cross section of the calcined body, and the number of coarse sintered particles per unit area of the calcined body cross section in the SEM observation diagram of the cross section (pieces / μm 2). ) May be the content ratio of the coarse sintered particles. In this case, the SEM observation map may be observed in a field of view having a length of 30 to 50 μm and a width of 50 to 30 μm, and an SEM observation map having three or more visual fields may be used.

また、粗大焼結粒子は最大径が1μm以上の粒子であり、アスペクト比が高い粒子の場合は長軸の長さを測定し、長軸が1μm以上であるものを粗大焼結粒子とみなせばよい。本発明の仮焼体はより均一なジルコニア粒子から構成されることが好ましいため、粗大焼結粒子は最大径0.7μm以上の粒子であることが好ましく、最大径0.5μm以上の粒子であることが更に好ましい。 Further, the coarse sintered particles are particles having a maximum diameter of 1 μm or more, and in the case of particles having a high aspect ratio, the length of the major axis is measured, and those having a major axis of 1 μm or more are regarded as coarse sintered particles. Good. Since the calcined product of the present invention is preferably composed of more uniform zirconia particles, the coarse sintered particles are preferably particles having a maximum diameter of 0.7 μm or more, and particles having a maximum diameter of 0.5 μm or more. Is even more preferable.

本発明の仮焼体は、焼結初期段階を経たジルコニア成形体であるため、成形体中のジルコニア粉末がネッキングした状態である。そのため、本発明の仮焼体のジルコニア粒子の平均粒径は、原料となるジルコニア粉末の平均粒子径(D)と同程度となりやすく、70nm以上400nm以下、更には100nm以上300nm以下、また更には100nm以上250nm以下であることが挙げられる。 Since the calcined product of the present invention is a zirconia molded product that has undergone the initial stage of sintering, the zirconia powder in the molded product is in a state of being necked. Therefore, the average particle size of the zirconia particles of the calcined product of the present invention tends to be about the same as the average particle size (DT ) of the zirconia powder used as a raw material, and is 70 nm or more and 400 nm or less, further 100 nm or more and 300 nm or less, and further. Is 100 nm or more and 250 nm or less.

本発明の仮焼体は、密度が2.5g/cm以上3.6g/cm以下、更には2.5g/cm以上3.3g/cmで以下である。密度が2.5g/cm未満では加工する際に形状が壊れやすくなる。一方、3.6g/cmを超えると仮焼体が、焼結が進行し過ぎた粗大凝集粒子を含みやすい。粗大凝集粒子は加工時のチッピングや傷の原因となる。より好ましい密度として2.7g/cm以上3.0g/cm以下を挙げることができる。 Calcined body of the present invention has a density of 2.5 g / cm 3 or more 3.6 g / cm 3 or less, more or less at 2.5 g / cm 3 or more 3.3 g / cm 3. If the density is less than 2.5 g / cm 3 , the shape becomes fragile during processing. On the other hand, when it exceeds 3.6 g / cm 3 , the calcined product tends to contain coarse agglomerated particles in which the sintering has progressed too much. Coarse agglomerated particles cause chipping and scratches during processing. More preferable densities include 2.7 g / cm 3 or more and 3.0 g / cm 3 or less.

仮焼体の密度は、ノギス等を用いて測定される仮焼体の体積に対する仮焼体重量として求めればよい。 The density of the caliper may be determined as the weight of the caliper relative to the volume of the caliper measured using a caliper or the like.

本発明の仮焼体は上記の物性を有していればよいが、2mol%以上6mol%のイットリアを含有することジルコニアであることが好ましい。イットリア含有量は2mol%以上4mol%以下、更には2.5mol%以上3.5mol%以下であることが好ましい。これにより、本発明のジルコニア仮焼体が正方晶を主相とする結晶相となる。 The calcined product of the present invention may have the above physical characteristics, but it is preferably zirconia containing 2 mol% or more and 6 mol% of yttria. The yttria content is preferably 2 mol% or more and 4 mol% or less, and more preferably 2.5 mol% or more and 3.5 mol% or less. As a result, the zirconia calcined product of the present invention becomes a crystal phase having tetragonal crystals as the main phase.

なお、本発明において、イットリア含有量は、仮焼体中のジルコニア(ZrO)及びイットリア(Y)の合計に対するイットリアのモル割合である。 In the present invention, the yttria content is the molar ratio of yttria to the total of zirconia (ZrO 2 ) and yttria (Y 2 O 3) in the calcined product.

本発明の仮焼体は、アルミナ(Al)を含んでいてもよく、アルミナ含有量は0重量%以上0.3重量%以下、更には0重量%以上0.25重量%以下であればよい。アルミナを含有することでより低い温度で焼結が進行しやすくなる。本発明のジルコニア仮焼体がアルミナを含有する場合、アルミナ含有量は0.01重量%以上0.3重量%以下、更には0.01重量%以上0.25重量%以下であることが好ましい。 The calcined product of the present invention may contain alumina (Al 2 O 3 ), and the alumina content is 0% by weight or more and 0.3% by weight or less, and further 0% by weight or more and 0.25% by weight or less. All you need is. The inclusion of alumina facilitates sintering at lower temperatures. When the zirconia calcined product of the present invention contains alumina, the alumina content is preferably 0.01% by weight or more and 0.3% by weight or less, and more preferably 0.01% by weight or more and 0.25% by weight or less. ..

なお、本発明において、イットリア含有量は、ジルコニア粉末中のジルコニア(ZrO)、イットリア(Y)及びアルミナ(Al)の合計に対するアルミナの重量割合である。 In the present invention, the yttria content is the weight ratio of alumina to the total of zirconia (ZrO 2 ), yttria (Y 2 O 3 ) and alumina (Al 2 O 3) in the zirconia powder.

以下、本発明のジルコニア仮焼体の製造方法について具体的に説明する。 Hereinafter, the method for producing the zirconia calcined product of the present invention will be specifically described.

本発明のジルコニア仮焼体は、BET比表面積から求められる粒子径に対する電子顕微鏡観察により求められる粒子径の比が2.2以上4.0以下であるジルコニア粉末を成形する成型工程、及び、得られた成形体を800℃以上1100℃以下で焼成する焼成工程、を有する製造方法、により得ることができる。 The zirconia calcined product of the present invention has a molding step of molding a zirconia powder in which the ratio of the particle size determined by electron microscope observation to the particle size determined from the BET specific surface area is 2.2 or more and 4.0 or less. It can be obtained by a production method having a firing step of firing the obtained molded product at 800 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.

成形工程では、BET比表面積から求められる粒子径に対する電子顕微鏡観察により求められる粒子径の比が2.2以上4.0以下であるジルコニア粉末を成形する。これにより、焼成工程に供する成形体を得ることができる。 In the molding step, zirconia powder in which the ratio of the particle size determined by electron microscope observation to the particle size determined from the BET specific surface area is 2.2 or more and 4.0 or less is formed. As a result, a molded product to be used in the firing step can be obtained.

成形工程に供するジルコニア粉末は、Dに対するDの比(以下、「D/D比」ともいう。)が2.2以上4.0以下である。D及びDはいずれも一次粒子径を表す指標である。Dはジルコニア結晶子の状態を反映した値であり、一方、Dはジルコニア結晶子の状態を反映しない見かけ上の値である。D/D比が本発明の範囲外のジルコニア粉末は、一次粒子同士の部分的な焼結、いわゆるネッキング、による粒子の凝集が過度に進行した粉末、又は、一次粒子同士が強固な物理的な力で凝集した凝集粉末となる。このようなジルコニア粉末を用いてジルコニア焼結体を得る場合は、機械粉砕により一次粒子を分散させる必要がある。しかしながら、機械粉砕はジルコニア粉末中に多量の単斜晶が生成するため、ジルコニア粉末は焼結性が低下する。これに対し、上記のD/D比を満たすことで機械粉砕を必要としない。これにより、成形工程に供するジルコニア粉末は単斜晶を多量に含むことによる焼結性の低下がないジルコニア粉末となる。好ましいD/D比として2.3以上3.5以下、更には2.3以上3.0以下を挙げることができる。 The zirconia powder used in the molding step has a ratio of DT to D B (hereinafter, also referred to as “DT / D B ratio”) of 2.2 or more and 4.0 or less. Both DB and DT are indicators of the primary particle size. D B is the value that reflects the state of the zirconia crystallites, whereas, D T is the value of the apparent not reflect the state of the zirconia crystallites. The zirconia powder having a D T / D B ratio outside the range of the present invention is a powder in which particle aggregation is excessively advanced due to partial sintering of primary particles, so-called necking, or a physics in which the primary particles are strong. It becomes a cohesive powder that is agglomerated by a certain force. When a zirconia sintered body is obtained using such a zirconia powder, it is necessary to disperse the primary particles by mechanical pulverization. However, mechanical pulverization produces a large amount of monoclinic crystals in the zirconia powder, so that the zirconia powder has reduced sinterability. On the other hand, by satisfying the above DT / D B ratio, mechanical pulverization is not required. As a result, the zirconia powder used in the molding step becomes a zirconia powder in which the sinterability is not deteriorated due to the large amount of monoclinic crystals. 2.3 to 3.5 as a preferred D T / D B ratio, more can be mentioned 2.3 to 3.0.

成形工程に供するジルコニア粉末は、上記のD/D比を満たした上で、Dが70nm以上400nm以下、更には100nm以上300nm以下、また更には100nm以上250nm以下であることが好ましい。Dが上記の範囲を満たすことで適度な焼結速度を有する粉末となる。このようなD及びD/D比を満たすことで、高い成形性を有し、なおかつ、より低い温度での焼結における高密度化が可能となる。 Zirconia powder to be subjected to forming process, while satisfying the D T / D B ratio of the, D T is 70nm or 400nm or less, and more preferably 100nm or more 300nm or less, or even is 100nm or more 250nm or less. When DT satisfies the above range, the powder has an appropriate sintering rate. By satisfying such a DT and DT / D B ratio, it is possible to have high moldability and to increase the density in sintering at a lower temperature.

成形工程に供するジルコニア粉末は、上記のD/D比を満たし、なおかつ、BET比表面積が6m/g以上20m/g以下、更には9m/g以上20m/g以下であることが好ましい。BET比表面積が20m/g以下であることで一次粒子の凝集が抑制され、操作性(ハンドリング)に優れた粉末となりやすい。一方、BET比表面積が6m/g以上であることで適度な焼結性を有する粉末となる。焼結性及び成形性を兼備させる観点から、BET比表面積は10m/g以上20m/g以下、更には11m/g以上19m/g以下であることが好ましい。 Zirconia powder to be subjected to forming process, meets D T / D B ratio of above yet, BET specific surface area of 6 m 2 / g or more 20 m 2 / g or less, and further is 9m 2 / g or more 20 m 2 / g or less Is preferable. When the BET specific surface area is 20 m 2 / g or less, agglutination of primary particles is suppressed, and the powder tends to have excellent operability (handling). On the other hand, when the BET specific surface area is 6 m 2 / g or more, the powder has an appropriate sinterability. From the viewpoint of combining sinterability and moldability, the BET specific surface area is preferably 10 m 2 / g or more and 20 m 2 / g or less, and more preferably 11 m 2 / g or more and 19 m 2 / g or less.

成形工程に供するジルコニア粉末は、上記のD/D比、更には、上記のD/D比及びDを満たせば、任意の/Dであればよい。好ましいDとして50nm以上170nm以下、更には50nm以上110nm以下、また更には50nm以上100nm以下、また更には50nm以上90nm以下を挙げることできる。 Zirconia powder to be subjected to molding process, D T / D B ratio described above, furthermore, satisfy the above-mentioned D T / D B ratio and D T, may be any / D B. Preferred 50nm or 170nm or less as D B, even 50nm or 110nm or less, or even 50nm or 100nm or less, or even can be exemplified 50nm or 90nm or less.

成形工程に供するジルコニア粉末は、以下の式により求められるジルコニア結晶子の粒子径(以下、「結晶子径」又は「D」ともいう。)が、15nm以上40nm以下、更には18nm以上35nm以下であることが好ましい。 Zirconia powder to be subjected to forming process, the particle size of the zirconia crystallites is determined by the following formula (hereinafter, also referred to as "crystallite diameter" or "D X".) Is, 15 nm or more 40nm or less, even 18nm or 35nm or less Is preferable.

=κλ/(βcosθ)
上記式において、Dxはジルコニア結晶子の結晶子径(nm)、κはシェラー定数(1)、λは粉末X線回折測定の光源の波長(nm)、βはX線回折装置に依存する回折線幅の広がりを補正した後の半値幅(°)、及び、θは粉末X線回折測定における正方晶ジルコニアの(111)面に相当する反射のブラック角(°)である。なお、粉末X線回折測定の光源にCuKα線を用いた場合、λは0.15405nmである。
D X = κλ / (βcosθ)
In the above formula, Dx is the crystallite diameter (nm) of the zirconia crystallite, κ is the Scheller constant (1), λ is the wavelength (nm) of the light source for powder X-ray diffraction measurement, and β is the diffraction depending on the X-ray diffractometer. The half-value width (°) after correcting the spread of the line width and θ are the black angles (°) of the reflection corresponding to the (111) plane of the square zirconia in the powder X-ray diffraction measurement. When CuKα ray is used as a light source for powder X-ray diffraction measurement, λ is 0.15405 nm.

成形工程に供するジルコニア粉末は、ネッキングをほとんど有さないため、機械粉砕が不要である。本発明のジルコニア粉末の単斜晶率は10%以下、更には8%以下、また更には4%以下であり、従来のジルコニア粉末に比べて非常に単斜晶が少ない状態で、一次粒子が分散した粉末となる。 Since the zirconia powder used in the molding process has almost no necking, mechanical grinding is not required. The monoclinic crystal ratio of the zirconia powder of the present invention is 10% or less, further 8% or less, and further 4% or less, and the primary particles have very few monoclinic crystals as compared with the conventional zirconia powder. It becomes a dispersed powder.

本発明のジルコニア粉末は2mol%以上6mol%のイットリアを含有することが好ましい。イットリア含有量は2mol%以上4mol%以下、更には2.5mol%以上3.5mol%以下であることが好ましい。これにより、本発明のジルコニア粉末が正方晶を主相とする結晶相となる。 The zirconia powder of the present invention preferably contains 2 mol% or more and 6 mol% yttria. The yttria content is preferably 2 mol% or more and 4 mol% or less, and more preferably 2.5 mol% or more and 3.5 mol% or less. As a result, the zirconia powder of the present invention becomes a crystal phase having tetragonal crystals as the main phase.

なお、本発明において、イットリア含有量は、ジルコニア粉末中のジルコニア(ZrO)及びイットリア(Y)の合計に対するイットリアのモル割合である。 In the present invention, the yttria content is the molar ratio of yttria to the total of zirconia (ZrO 2 ) and yttria (Y 2 O 3) in the zirconia powder.

成形工程に供するジルコニア粉末は、アルミナ(Al)を含んでいてもよく、アルミナ含有量は0重量%以上0.3重量%以下、更には0重量%以上0.25重量%以下であればよい。アルミナを含有することでより低い温度で焼結が進行しやすくなる。本発明のジルコニア粉末がアルミナを含有する場合、アルミナ含有量は0.01重量%以上0.3重量%以下、更には0.01重量%以上0.25重量%以下であることが好ましい。 The zirconia powder used in the molding step may contain alumina (Al 2 O 3 ), and the alumina content is 0% by weight or more and 0.3% by weight or less, and further 0% by weight or more and 0.25% by weight or less. All you need is. The inclusion of alumina facilitates sintering at lower temperatures. When the zirconia powder of the present invention contains alumina, the alumina content is preferably 0.01% by weight or more and 0.3% by weight or less, and more preferably 0.01% by weight or more and 0.25% by weight or less.

なお、本発明において、イットリア含有量は、ジルコニア粉末中のジルコニア(ZrO)、イットリア(Y)及びアルミナ(Al)の合計に対するアルミナの重量割合である。 In the present invention, the yttria content is the weight ratio of alumina to the total of zirconia (ZrO 2 ), yttria (Y 2 O 3 ) and alumina (Al 2 O 3) in the zirconia powder.

成形工程に供するジルコニア粉末は、上記のD/D比を有していれば任意の方法で製造することができるが、好ましい製造方法として、ジルコニウム塩水溶液を加水分解して平均ゾル粒子径が150nm以上400nm以下の水和ジルコニアゾルを含有する水和ジルコニアゾル水溶液を得る加水分解工程、該水和ジルコニアゾル水溶液中の未反応ジルコニウム含有率が1%以下とする洗浄工程、及び、洗浄工程後の水和ジルコニアを850℃以上1200℃以下で熱処理するか焼工程、を含む製造方法を挙げることができる。 Zirconia powder to be subjected to molding process, can be produced by any method as long as the D T / D B ratio described above, as a preferred method, an average sol particle size by hydrolyzing a zirconium salt aqueous solution A hydrolysis step for obtaining a hydrated zirconia sol aqueous solution containing a hydrated zirconia sol having a concentration of 150 nm or more and 400 nm or less, a cleaning step for adjusting the unreacted zirconium content in the hydrated zirconia sol aqueous solution to 1% or less, and a cleaning step. A production method including a heat treatment or baking step of the subsequent hydrated zirconia at 850 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower can be mentioned.

加水分解工程では、ジルコニウム塩水溶液を加水分解する。これによりジルコニウム塩から水和ジルコニアゾルが生成し、水和ジルコニアゾル水溶液が得られる。 In the hydrolysis step, the zirconium salt aqueous solution is hydrolyzed. As a result, hydrated zirconia sol is produced from the zirconium salt, and an aqueous solution of hydrated zirconia sol is obtained.

ジルコニウム塩水溶液に含まれるジルコニウム塩はオキシ塩化ジルコニウム,硝酸ジルコニル,塩化ジルコニウム及び硫酸ジルコニウムからなる群の少なくとも1種、更にはオキシ塩化ジルコニウムを挙げることができる。 Examples of the zirconium salt contained in the zirconium salt aqueous solution include at least one of the group consisting of zirconium oxychloride, zirconium nitrate, zirconium chloride and zirconium sulfate, and zirconium oxychloride.

加水分解工程で得られる水和ジルコニアゾルは、平均ゾル粒子径が150nm以上400nm以下である。平均ゾル粒子径が範囲であることで、か焼後に得られるジルコニア粉末のD/D比が本発明のジルコニア粉末の範囲内となる。水和ジルコニアゾルの平均ゾル粒子径は180nm以上400nm以下、また更には180nm以上300nm以下であることが好ましい。 The hydrated zirconia sol obtained in the hydrolysis step has an average sol particle size of 150 nm or more and 400 nm or less. When the average sol particle size is in the range, the D T / D B ratio of the zirconia powder obtained after calcination is within the range of the zirconia powder of the present invention. The average sol particle size of the hydrated zirconia sol is preferably 180 nm or more and 400 nm or less, and more preferably 180 nm or more and 300 nm or less.

上記の平均ゾル粒子径を有する水和ジルコニアゾルが得られれば加水分解の方法は任意であるが、ジルコニウム塩水溶液を煮沸還流することで加水分解できる。加水分解はジルコニウム塩が十分に進行すればよく、例えば、130時間以上200時間以下を挙げることができる。 If a hydrated zirconia sol having the above average sol particle size is obtained, the hydrolysis method is arbitrary, but it can be hydrolyzed by boiling and refluxing an aqueous zirconium salt solution. The hydrolysis may be carried out as long as the zirconium salt proceeds sufficiently, and examples thereof include 130 hours or more and 200 hours or less.

さらに、ジルコニウム塩水溶液中の陰イオン濃度を0.2mol/L以上0.6mol/L以下、更には0.3mol/L以上0.5mol/L以下として加水分解することで、平均ゾル粒子径が150nm以上400nm以下の水和ジルコニアゾルが効率よく得られる。 Further, by hydrolyzing the anion concentration in the zirconium salt aqueous solution to 0.2 mol / L or more and 0.6 mol / L or less, and further 0.3 mol / L or more and 0.5 mol / L or less, the average sol particle size is increased. A hydrolyzed zirconia sol having a diameter of 150 nm or more and 400 nm or less can be efficiently obtained.

加水分解工程において得られる水和ジルコニアゾル水溶液は、水和ジルコニアゾル以外に未反応のジルコニウムを含有する水溶液である。洗浄工程では、当該水溶液中の未反応ジルコニウム含有率が1重量%以下、更には0.5重量%以下、また更には0.1重量%以下とする。水和ジルコニアゾル水溶液の未反応ジルコニウム含有率が1重量%を超えると、か焼工程において一次粒子間の焼結が促進されるため、焼結性の低い粉末となりやすい。 The hydrated zirconia sol aqueous solution obtained in the hydrolysis step is an aqueous solution containing unreacted zirconium in addition to the hydrated zirconia sol. In the washing step, the unreacted zirconium content in the aqueous solution is set to 1% by weight or less, further 0.5% by weight or less, and further 0.1% by weight or less. When the unreacted zirconium content of the hydrated zirconia sol aqueous solution exceeds 1% by weight, sintering between the primary particles is promoted in the calcination step, so that the powder tends to have low sinterability.

洗浄工程では、未反応ジルコニウム含有率が1重量%以下となれば任意の洗浄方法により水和ジルコニアゾル水溶液を洗浄すればよい。洗浄方法として、例えば、加水分解工程で得られた水和ジルコニアゾル水溶液を十分量の純水で洗浄することが挙げられる。好ましい洗浄方法として、限外濾過を挙げることができ、更には分画分子量が500以上300万以下の限外濾過膜を使用した濾過を挙げることができる。 In the washing step, if the unreacted zirconium content is 1% by weight or less, the hydrated zirconia sol aqueous solution may be washed by any washing method. Examples of the cleaning method include cleaning the hydrated zirconia sol aqueous solution obtained in the hydrolysis step with a sufficient amount of pure water. As a preferable cleaning method, ultrafiltration can be mentioned, and further, filtration using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 5 to 3 million can be mentioned.

なお、未反応ジルコニウムとは、水和ジルコニアゾル水溶液に含まれるジルコニウムであって水和ジルコアゾル以外として存在するものであり、加水分解していないジルコニウム塩などが挙げられる。さらに、未反応ジルコニウム含有率は以下の式で求めることができる。 The unreacted zirconium is zirconium contained in the aqueous solution of hydrated zirconia sol and exists in addition to the hydrated zirconium sol, and examples thereof include unhydrolyzed zirconium salts. Further, the unreacted zirconium content can be calculated by the following formula.

α=m/m×100
上記式において、αは未反応ジルコニウム含有率(重量%)、mは未反応ジルコニウムの含有量(mg)、及び、mは水和ジルコニアゾル水溶液のジルコニア含有量(mg)である。mは誘導結合プラズマ発光分光分析法により測定された洗浄後の濾液中のジルコニウム濃度をジルコニア(ZrO)換算して求まる重量、及び、mは洗浄後の水和ジルコニアゾル水溶液を1000℃以上1200℃以下で1時間加熱処理した後に得られる固形分の重量である。
α = m / m 0 × 100
In the above formula, the α unreacted zirconium content (wt%), m is the content of unreacted zirconium (mg), and, m o zirconia content of the hydrated zirconia sol solution (mg). m is the weight obtained by converting the zirconium concentration in the filtrate after washing measured by inductively coupled plasma emission spectroscopy into zirconia (ZrO 2 ), and m 0 is the hydrated zirconia sol aqueous solution after washing at 1000 ° C. or higher. It is the weight of the solid content obtained after heat treatment at 1200 ° C. or lower for 1 hour.

本発明の製造方法では、洗浄工程とか焼工程との間に、水和ジルコニアとイットリア源とを混合するイットリア混合工程を有することが好ましい。これにより、得られるジルコニア粉末を目的とする量のイットリアを含有するジルコニア粉末とすることができる。 In the production method of the present invention, it is preferable to have an yttria mixing step of mixing hydrated zirconia and an yttria source between the washing step and the baking step. As a result, the obtained zirconia powder can be made into a zirconia powder containing a desired amount of yttria.

イットリア源の添加量は、得られる水和ジルコニアのイットリア濃度が2mol%以上6mol%、更には2mol%以上4mol%以下、また更には2.5mol%以上3.5mol%以下となるように水和ジルコニアに混合すればよい。 The amount of the yttria source added is such that the yttria concentration of the obtained hydrated zirconia is 2 mol% or more and 6 mol%, further 2 mol% or more and 4 mol% or less, and further 2.5 mol% or more and 3.5 mol% or less. It may be mixed with zirconia.

なお、イットリア濃度とは、水和ジルコニア中のジルコニアとイットリアの合計量に対するイットリアのモル割合である。 The yttria concentration is the molar ratio of yttria to the total amount of zirconia and yttria in hydrated zirconia.

イットリア源は、イットリア(Y)又はその前駆体となるイットリウム化合物であり、塩化イットリウム、硝酸イットリウム及び酸化イットリウムからなる群の少なくとも1種、更には塩化イットリウム又は酸化イットリウムの少なくともいずれかを挙げることができる。 The yttria source is yttria (Y 2 O 3 ) or an yttrium compound that is a precursor thereof, and at least one of the group consisting of yttrium chloride, yttrium nitrate and yttrium oxide, and at least one of yttrium chloride or yttrium oxide. Can be mentioned.

水和ジルコニアとイットリア源とを混合する場合の混合方法は任意である。洗浄工程後の水和ジルコニアゾル水溶液にイットリア源を混合(以下、「液相混合」ともいう。)してもよく、又は、洗浄後の水和ジルコニアゾル水溶液を固液分離及び乾燥して得られる水和ジルコニア粉末にイットリア源を混合(以下、「固相混合」ともいう。)してもよい。 The mixing method when mixing the hydrated zirconia and the yttria source is arbitrary. The yttria source may be mixed with the hydrated zirconia sol aqueous solution after the washing step (hereinafter, also referred to as “liquid phase mixing”), or the hydrated zirconia sol aqueous solution after washing may be obtained by solid-liquid separation and drying. The yttria source may be mixed with the hydrated zirconia powder (hereinafter, also referred to as “solid phase mixing”).

液相混合の場合、水和ジルコニアゾル水溶液にイットリウム源を任意の方法で混合すればよい。ジルコニアとイットリアがより均一になるため、液相混合は、水和ジルコニアゾル水溶液にイットリウム源を混合した後にアルカリ源を混合し、イットリア含有ジルコニアを共沈させることが好ましい。共沈物として得られたイットリア含有ジルコニアは任意の方法で固液分離及び乾燥すればよい。液相混合の場合、イットリウム源は塩化イットリウム又は硝酸イットリウムの少なくともいずれかであることが好ましく、さらに、共沈させる場合、アルカリ源はアンモニア、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる群の少なくとも1種であることが好ましい。 In the case of liquid phase mixing, the yttrium source may be mixed with the hydrated zirconia sol aqueous solution by any method. Since zirconia and yttria become more uniform, it is preferable to mix the yttria source with the hydrated zirconia sol aqueous solution and then mix the alkaline source to co-precipitate the yttria-containing zirconia. The yttria-containing zirconia obtained as a coprecipitate may be solid-liquid separated and dried by any method. In the case of liquid phase mixing, the yttrium source is preferably at least one of yttrium chloride and yttrium nitrate, and in the case of coprecipitation, the alkali source is at least one of the group consisting of ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide. Is preferable.

固相混合の場合、まず任意の方法で水和ジルコニアゾル水溶液を固液分離及び乾燥して水和ジルコニア粉末を得る。得られた水和ジルコニア粉末にイットリア源を混合すればよい。 In the case of solid phase mixing, first, a hydrated zirconia sol aqueous solution is solid-liquid separated and dried by an arbitrary method to obtain a hydrated zirconia powder. The yttria source may be mixed with the obtained hydrated zirconia powder.

液相混合及び固相混合における乾燥は、大気中、100℃以上250℃以下で処理することが挙げられる。 Drying in liquid phase mixing and solid phase mixing may be carried out in the air at 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

か焼工程では、850℃以上1200℃以下で熱処理する。これにより本発明のジルコニア粉末が得られる。か焼が850℃未満では、ジルコニア結晶子が小さくなりすぎ、焼結性が低いジルコニア粉末となる。このようなジルコニア粉末は低温で焼結しても得られる焼結体の密度が低くなる。一方、1200℃を超える温度で熱処理するとネッキングが進行しやすくなり、機械粉砕しないと分散しない粉末となる。 In the calcination step, heat treatment is performed at 850 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. As a result, the zirconia powder of the present invention can be obtained. If the calcination is less than 850 ° C., the zirconia crystallites become too small, resulting in a zirconia powder having low sinterability. Such zirconia powder has a low density of the sintered body obtained even if it is sintered at a low temperature. On the other hand, if heat treatment is performed at a temperature exceeding 1200 ° C., necking tends to proceed, and the powder does not disperse unless it is mechanically pulverized.

好ましい熱処理条件として、大気中、870℃以上1050℃以下を挙げることができる。 Preferred heat treatment conditions include 870 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower in the atmosphere.

本発明の製造方法では、必要に応じて、アルミナ混合工程、解砕工程又は顆粒化工程の少なくともいずれかを含んでいてもよい。 The production method of the present invention may include at least one of an alumina mixing step, a crushing step, and a granulation step, if necessary.

アルミナ混合工程では、アルミナ含有量が0.01重量%以上0.3重量%以下、更には0.01重量%以上0.25重量%以下となるように、水和ジルコニアゾル水溶液、水和ジルコニア粉末又はジルコニア粉末と、アルミナ源とを混合する。これにより、アルミナ含有ジルコニア粉末とすることができる。 In the alumina mixing step, the aqueous solution of hydrated zirconia sol and hydrated zirconia so that the alumina content is 0.01% by weight or more and 0.3% by weight or less, and further 0.01% by weight or more and 0.25% by weight or less. The powder or zirconia powder is mixed with an alumina source. As a result, the alumina-containing zirconia powder can be obtained.

アルミナ混合工程は、洗浄工程以降であれば任意の段階でよく、洗浄工程後又はか焼工程後の少なくともいずれかであることが好まく、イットリア混合工程と同時としてもよい。アルミナをより均一に分散させるため及びジルコニア粉末に混合による負荷をかけないため、洗浄工程後にアルミナ混合工程を有することが好ましい。 The alumina mixing step may be performed at any stage after the cleaning step, preferably at least after the washing step or after the calcination step, and may be performed at the same time as the yttria mixing step. It is preferable to have an alumina mixing step after the cleaning step in order to disperse the alumina more uniformly and not to apply a load due to mixing to the zirconia powder.

アルミナ源は、アルミナ(Al)又はその前駆体であればよく、水酸化アルミニウム、アルミナ、硝酸アルミニウム及び塩化アルミニウムからなる群の少なくともいずれかであることが好ましく、アルミナ、更にはアルミナゾルであることが好ましい。 The alumina source may be alumina (Al 2 O 3 ) or a precursor thereof, and is preferably at least one of the group consisting of aluminum hydroxide, alumina, aluminum nitrate and aluminum chloride, and is preferably alumina or an alumina sol. It is preferable to have.

解砕工程は、か焼工程後のジルコニア粉末の緩慢凝集を取り除くことができる。解砕方法は、ジルコニア粉末に必要以上の負荷がかからない方法で行うことが好ましい。単斜晶増加率が5%を超える機械粉砕では、粉砕により一次粒子の破壊が生じる。本発明の製造方法により得られるジルコニア粉末はネッキングを有さないため、一次粒子の破壊が生じる機械粉砕をしないことが好ましい。 The crushing step can remove the slow agglomeration of the zirconia powder after the calcination step. The crushing method is preferably performed so that the zirconia powder is not loaded more than necessary. In mechanical pulverization in which the rate of increase of monoclinic crystals exceeds 5%, pulverization causes destruction of primary particles. Since the zirconia powder obtained by the production method of the present invention does not have necking, it is preferable not to perform mechanical pulverization that causes destruction of primary particles.

顆粒化工程は、ジルコニア粉末とバインダーとを混合し造粒する。これにより、ジルコニア粉末の操作性がより向上する。顆粒化は任意の方法であればよいが、ジルコニア粉末と溶媒とを混合してスラリーを得、これを噴霧造粒することが好ましい。この場合、溶媒として、水又はアルコールの少なくともいずれか、更には水にジルコニア粉末を分散させればよい。造粒されたジルコニア粉末(以下、「ジルコニア顆粒」ともいう。)として、平均顆粒は30μm以上80μm以下、更には50μm以上60μm以下であること、及び、嵩密度が1.00g/cm以上1.40g/cm以下、更には1.10g/cm以上1.30g/cm以下であることが挙げられる。 In the granulation step, zirconia powder and a binder are mixed and granulated. This further improves the operability of the zirconia powder. Granulation may be carried out by any method, but it is preferable to mix the zirconia powder and the solvent to obtain a slurry, which is then spray-granulated. In this case, the zirconia powder may be dispersed in at least one of water and alcohol as a solvent, and further in water. As the granulated zirconia powder (hereinafter, also referred to as "zirconia granules"), the average granules are 30 μm or more and 80 μm or less, further 50 μm or more and 60 μm or less, and the bulk density is 1.00 g / cm 3 or more 1 .40g / cm 3 or less, and that further is 1.10 g / cm 3 or more 1.30 g / cm 3 or less.

本発明の製造方法における成形工程では、上記の様なジルコニア粉末を成形してジルコニア成形体(以下、単に「成形体」ともいう。)を得る。ジルコニア粉末が所望の形状に凝集するように成形できれば、その方法は任意である。成形方法として、プレス成形、冷間静水圧プレス、鋳込み成形、シート成形及び射出成形からなる群の少なくとも1種の成形方法を挙げることができる。 In the molding step in the production method of the present invention, the zirconia powder as described above is molded to obtain a zirconia molded product (hereinafter, also simply referred to as “molded product”). The method is optional as long as the zirconia powder can be molded to agglomerate into the desired shape. Examples of the molding method include at least one molding method in the group consisting of press molding, cold hydrostatic press, casting molding, sheet molding and injection molding.

成形工程で得られる成形体は、一定の形状を維持するようにジルコニア粉末が凝集した状態であればよく、例えば、相対密度が40%以上60%以下であることが挙げられる。ジルコニア成形体の形状は任意であり、球状、略球状、略円柱、円板、略円板、立方体、直方体及び多角体からなる群の少なくとも1種を挙げることができる。成形体の形状は、次いで行われる焼成工程で得られるジルコニア仮焼体(以下、単に「仮焼体」ともいう。)の形状に大きな影響を与える。CAD/CAMの加工に適した仮焼体とするため、成形体は円板状又は円柱状のいずれかであることが好ましい。 The molded product obtained in the molding step may be in a state in which the zirconia powder is aggregated so as to maintain a constant shape, and examples thereof include a relative density of 40% or more and 60% or less. The shape of the zirconia molded body is arbitrary, and at least one of a group consisting of a spherical shape, a substantially spherical shape, a substantially cylindrical shape, a disk, a substantially disk, a cube, a rectangular parallelepiped, and a polygon can be mentioned. The shape of the molded body has a great influence on the shape of the zirconia calcined body (hereinafter, also simply referred to as “temporary calcined body”) obtained in the subsequent firing step. In order to obtain a calcined body suitable for CAD / CAM processing, the molded body is preferably either a disk shape or a columnar shape.

焼成工程では、成形工程で得られた成形体を800℃以上1000℃以下で焼成する。これにより、本発明のジルコニア仮焼体が得られる。 In the firing step, the molded product obtained in the molding step is fired at 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. As a result, the zirconia calcined product of the present invention can be obtained.

焼成工程における焼成条件は、成形体中のジルコニア粒子同士が界面を形成する構造が得られる条件であればよい。ジルコニアの焼結の段階には初期、中期及び後期の3つの段階がある。焼結初期では、ジルコニア粒子同士が界面を形成し、焼結中期では界面の成長が進行しジルコニア粒子同士が結合して結晶粒子が成長し、焼結後期では気孔の排除と共に結晶粒子の成長と気孔の排除が同時に進行し緻密化が進行する。したがって、焼成条件はジルコニア成形体が焼結初期を経るような熱処理であればよい。 The firing conditions in the firing step may be any conditions as long as a structure is obtained in which the zirconia particles in the molded body form an interface. There are three stages of zirconia sintering: early, middle and late. In the early stage of sintering, zirconia particles form an interface, and in the middle stage of sintering, the growth of the interface progresses and the zirconia particles bond with each other to grow crystal particles. Elimination of pores progresses at the same time, and densification progresses. Therefore, the firing conditions may be any heat treatment such that the zirconia molded product undergoes the initial sintering stage.

焼結の段階は主に温度の影響を受ける。そのため、焼成工程においては800℃以上1100℃以下、更には850℃以上1000℃以下で焼成すればよい。焼成雰囲気は酸化雰囲気、還元雰囲気、不活性雰囲気及び真空雰囲気のいずれであってもよいが、酸化雰囲気であることが好ましく、簡便であるため、大気雰囲気とすることがより好ましい。 The sintering stage is mainly affected by temperature. Therefore, in the firing step, firing may be performed at 800 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower, and further at 850 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. The firing atmosphere may be an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, an inert atmosphere, or a vacuum atmosphere, but an oxidizing atmosphere is preferable, and since it is simple, it is more preferable to use an atmospheric atmosphere.

焼成工程における焼成時間はネッキングが十分に進行し、結晶粒子の成長が進行し過ぎなければよい。例えば、上記の温度において1時間以上5時間以下を挙げることができる。 As for the firing time in the firing step, it is sufficient that the necking does not proceed sufficiently and the growth of the crystal particles does not proceed too much. For example, at the above temperature, 1 hour or more and 5 hours or less can be mentioned.

焼成方法は常圧焼結又は加圧焼結のいずれであってもよい。焼成工程では緻密な焼結体を得る必要がないため、焼成方法は常圧焼結であればよく、大気中の常圧焼結であればよい。 The firing method may be either normal pressure sintering or pressure sintering. Since it is not necessary to obtain a dense sintered body in the firing step, the firing method may be normal pressure sintering or atmospheric pressure sintering.

本発明の仮焼体の微細構造は非常に均一である。そのため、これを加工した場合であっても、チッピングや欠陥などが生じにくく、所望の形状に加工することができる。 The microstructure of the calcined body of the present invention is very uniform. Therefore, even when this is processed, chipping and defects are unlikely to occur, and it can be processed into a desired shape.

さらに、本発明の仮焼体は、加工の有無によらず、これを使用してジルコニア焼結体を製造することができる。すなわち、本発明の仮焼体に中期及び後期の焼結を施すことで所望の形状のジルコニア焼結体が得られる。 Further, the calcined product of the present invention can be used to produce a zirconia sintered body regardless of whether or not it is processed. That is, a zirconia sintered body having a desired shape can be obtained by subjecting the calcined body of the present invention to mid-term and late-stage sintering.

本発明の仮焼体を用いるジルコニア焼結体の製造方法として、本発明の仮焼体を大気中、1200℃以上1600℃未満で常圧焼結することを挙げることができる。 As a method for producing a zirconia sintered body using the calcined product of the present invention, it can be mentioned that the calcined product of the present invention is sintered at atmospheric pressure at 1200 ° C. or higher and lower than 1600 ° C. in the air.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(平均ゾル粒径の測定)
水和ジルコニアゾルの平均ゾル粒径は、動的光散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定した。試料の前処理条件としては、水和ジルコニアゾル含有溶液を純水に懸濁させ、超音波ホモジナイザーを用いて3分間分散させた。
(単斜晶率の測定)
粉末X線回折測定により粉末試料のXRDパターンを得た。得られたXRDパターンから単斜晶率を求めた。測定には一般的なX線回折装置(商品名:Model RINT UltimaIII、リガク社製)を使用した。粉末X線回折測定の条件は以下のとおりである。
線源 : CuKα線(λ=0.15418nm)
測定モード : 連続スキャン
スキャンスピード : 1°/分
ステップ幅 : 0.02°
発散スリット : 0.5deg
散乱スリット : 0.5deg
受光スリット : 0.3mm
測定範囲 : 2θ=26°〜33°
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(Measurement of average sol particle size)
The average sol particle size of the hydrated zirconia sol was measured using a dynamic light scattering type particle size distribution measuring device. As the pretreatment conditions for the sample, the hydrated zirconia sol-containing solution was suspended in pure water and dispersed for 3 minutes using an ultrasonic homogenizer.
(Measurement of monoclinic crystal ratio)
The XRD pattern of the powder sample was obtained by powder X-ray diffraction measurement. The monoclinic crystal ratio was determined from the obtained XRD pattern. A general X-ray diffractometer (trade name: Model RINT Ultimate III, manufactured by Rigaku Co., Ltd.) was used for the measurement. The conditions for powder X-ray diffraction measurement are as follows.
Radioactive source: CuKα ray (λ = 0.15418 nm)
Measurement mode: Continuous scan
Scan speed: 1 ° / min
Step width: 0.02 °
Divergence slit: 0.5 deg
Scattering slit: 0.5 deg
Light receiving slit: 0.3 mm
Measurement range: 2θ = 26 ° to 33 °

(Dの測定)
透過型電子顕微鏡を用いて得られた観察図より、無作為に300個の粒子抽出した。抽出した粒子を画像解析ソフト(商品名:ImageJ)で解析することで、ジルコニア粉末のDを求めた。
(Measurement of DT)
From the observation drawings obtained using a transmission electron microscope, 300 particles were randomly extracted. The DT of the zirconia powder was determined by analyzing the extracted particles with image analysis software (trade name: ImageJ).

(Dの測定)
吸着ガスとして窒素を用い、流動式比表面積自動測定装置(装置名:フローソーブIII2305、島津製作所製)により粉末試料のBET比表面積を測定した。BET比表面積の測定に先立ち、粉末試料は250℃で30分間で脱気処理した。得られたBET比表面積から以下の式により、粉末試料のDを求めた。
=6000/(S・ρ)
ρ=5.8×f/100+6.1×(100−f)/100
上記式において、DはBET比表面積から求められる平均粒子径(nm)、SはBET比表面積(m/g)、ρは理論密度(g/cm)及びfは単斜晶率(%)である。
(嵩密度の測定)
ジルコニア顆粒の嵩密度は、JIS R1628準じた定容積測定法で求めた。
(平均顆粒径の測定)
ジルコニア顆粒の平均顆粒径は、JIS 1639−1に準じた機械ふるい分け法で求めた。
(粗大焼結粒子の含有割合の測定)
集束イオンビーム加工装置(装置名:SMI3050、セイコーインスツル製)を用いて仮焼体試料を切断した。電界放射型電子顕微鏡(装置名:JSM7600F、日本電子製)を用いて、切断により露出した断面をSEM観察して、画像サイズ(47μm×36μm)の3視野のSEM観察像を得た。得られたSEM観察像の範囲内に存在する最大径が1μm以上の粗大焼結粒子の個数をカウントし、3視野画像の合計面積に対する粗大焼結粒子数(個/μm)により、粗大焼結粒子の含有割合を求めた。
(成形体及び仮焼体の密度測定)
成形体試料及び仮焼体試料の密度は、体積を重量で除すことで求めた。重量は天秤で測定し、また、体積は成形体寸法から算出した。
(焼結体密度の測定)
ジルコニア焼結体の密度は、アルキメデス法により測定した。
(Measurement of D B)
Using nitrogen as the adsorbed gas, the BET specific surface area of the powder sample was measured with a fluidized specific surface area automatic measuring device (device name: Flowsorb III2305, manufactured by Shimadzu Corporation). Prior to measuring the BET specific surface area, the powder sample was degassed at 250 ° C. for 30 minutes. By the following equation from the obtained BET specific surface area was determined D B powder samples.
D B = 6000 / (S · ρ)
ρ = 5.8 × f m /100+6.1×(100-f m ) / 100
In the above formula, the average particle diameter D B is determined from the BET specific surface area (nm), S is the BET specific surface area (m 2 / g), ρ is the theoretical density (g / cm 3) and f m is percentage of monoclinic crystals (%).
(Measurement of bulk density)
The bulk density of the zirconia granules was determined by a constant volume measuring method according to JIS R1628.
(Measurement of average granule diameter)
The average granule diameter of the zirconia granules was determined by a mechanical sieving method according to JIS 1639-1.
(Measurement of content ratio of coarse sintered particles)
The calcined body sample was cut using a focused ion beam processing device (device name: SMI3050, manufactured by Seiko Instruments Inc.). Using a field emission electron microscope (device name: JSM7600F, manufactured by JEOL Ltd.), the cross section exposed by cutting was observed by SEM to obtain an SEM observation image of three fields of view having an image size (47 μm × 36 μm). The number of coarse sintered particles having a maximum diameter of 1 μm or more existing in the range of the obtained SEM observation image is counted, and the number of coarse sintered particles (pieces / μm 2 ) with respect to the total area of the three-field image is used for coarse baking. The content ratio of the blotting particles was determined.
(Measurement of density of molded and calcined products)
The densities of the molded body sample and the calcined body sample were determined by dividing the volume by the weight. The weight was measured with a balance, and the volume was calculated from the size of the molded product.
(Measurement of sintered body density)
The density of the zirconia sintered body was measured by the Archimedes method.

(平均結晶粒径の測定)
焼結体の結晶粒子の平均結晶粒径は、電界放出型走査型電子顕微鏡を用いてプラニメトリック法により算出した。具体的には、円内の粒子数nと円周にかかった粒子数Niの合計が少なくとも200個となるような円を顕微鏡画像上に描いき、当該nc及びNiからプラニメトリック法による平均結晶粒径を求めた。なお、粒子数Nが200個に満たない場合には、結晶粒数の合計(n+N)が少なくとも200個となるように、複数視野の顕微鏡画像を用いて、それぞれ同様な円を描き、プラニメトリック法により平均結晶粒径を求めた。
測定に先立ち、焼結体試料は鏡面研磨した後、熱エッチング処理を施すことで前処理とした。鏡面研磨は、平面研削盤で焼結体表面を削ったあとに、鏡面研磨装置で平均粒径9μm、6μm及び1μmのダイヤモンド砥粒を順番に用いて研磨した。
(全光線透過率の測定)
全光線透過率は、紫外可視分光光度計(装置名:V−650、日本分光社製)を用い、波長600nmにおける全光線透過率を測定した。測定に先立ち、焼結体試料は、平均結晶粒径の測定と同様な前処理を施し、厚み1.0mmの円板状の試料とした。
(曲げ強度の測定)
曲げ強度は、JIS R1601に準じた3点曲げ試験で評価した。
(熱水処理試験)
焼結体試料の劣化を確認するため、焼結体試料を140℃の熱水に60時間浸漬処理した。処理後の焼結体はXRD測定し、当該焼結体の単斜晶率(f)を求めた。
(Measurement of average crystal grain size)
The average crystal grain size of the crystal particles of the sintered body was calculated by a planimetric method using a field emission scanning electron microscope. Specifically, a circle is drawn on the microscope image so that the total of the number of particles n c in the circle and the number of particles Ni applied to the circumference is at least 200, and the nc and Ni are obtained by the planimetric method. The average crystal grain size was determined. In the case where the number of particles N i is less than 200, the total number of crystal grains (n c + N i) is to be at least 200, using a microscope image of a plurality of field, each similar circle The average grain size was determined by drawing and the planimetric method.
Prior to the measurement, the sintered body sample was mirror-polished and then subjected to a thermal etching treatment to prepare it as a pretreatment. In the mirror polishing, the surface of the sintered body was ground with a surface grinding machine, and then diamond abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, 6 μm, and 1 μm were sequentially used for polishing with a mirror polishing device.
(Measurement of total light transmittance)
For the total light transmittance, an ultraviolet-visible spectrophotometer (device name: V-650, manufactured by JASCO Corporation) was used to measure the total light transmittance at a wavelength of 600 nm. Prior to the measurement, the sintered body sample was subjected to the same pretreatment as the measurement of the average crystal grain size to obtain a disk-shaped sample having a thickness of 1.0 mm.
(Measurement of bending strength)
The bending strength was evaluated by a three-point bending test according to JIS R1601.
(Hot water treatment test)
In order to confirm the deterioration of the sintered body sample, the sintered body sample was immersed in hot water at 140 ° C. for 60 hours. Sintered body after the process is XRD measurement to determine the monoclinic of the sintered body Akiraritsu (f m).

実施例1
ジルコニウム濃度が0.4mol/L及び塩化物イオン濃度が0.4mol/Lのオキシ塩化ジルコニウム水溶液を還流器付きフラスコ中で攪拌しながら煮沸温度で140時間の加水分解し、水和ジルコニアゾル水溶液を得た。水和ジルコニアゾル水溶液中の水和ジルコニアゾルは平均ゾル粒径が250nmであった。
Example 1
An aqueous solution of zirconium oxychloride having a zirconium concentration of 0.4 mol / L and a chloride ion concentration of 0.4 mol / L is hydrolyzed at a boiling temperature for 140 hours while stirring in a flask equipped with a recirculator to obtain a hydrated zirconia sol aqueous solution. Obtained. The average sol particle size of the hydrated zirconia sol in the hydrated zirconia sol aqueous solution was 250 nm.

得られた水和ジルコニアゾル水溶液を限外濾過膜(分画分子量:6000)を用いて濾過したのち、十分量の純水で洗浄した。洗浄後の水和ジルコニアゾル水溶液の未反応ジルコニウム含有量は0.01重量%であった。 The obtained aqueous solution of hydrated zirconia sol was filtered using an ultrafiltration membrane (molecular weight cut off: 6000), and then washed with a sufficient amount of pure water. The unreacted zirconium content of the hydrated zirconia sol aqueous solution after washing was 0.01% by weight.

洗浄後の水和ジルコニアゾル水溶液にイットリア濃度が3mol%となるように塩化イットリウム6水和物を添加及び混合してイットリア濃度3モル%の水和ジルコニアゾル水溶液を得た。当該水和ジルコニアゾル水溶液に濃度0.1mol/Lのアンモニア水溶液を添加し、共沈物を得た。 Ittrium hexahydrate chloride was added and mixed with the hydrated zirconia sol aqueous solution after washing so that the itria concentration was 3 mol% to obtain a hydrated zirconia sol aqueous solution having an itria concentration of 3 mol%. An aqueous ammonia solution having a concentration of 0.1 mol / L was added to the hydrated zirconia sol aqueous solution to obtain a coprecipitate.

得られた共沈物を濾過して水洗し、大気中、120℃で乾燥した後、大気中、870℃で2時間でか焼することで、本実施例のジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末の評価結果を表1に示した。 The obtained coprecipitate was filtered, washed with water, dried in the air at 120 ° C., and then calcinated in the air at 870 ° C. for 2 hours to obtain the zirconia powder of this example. The evaluation results of the obtained zirconia powder are shown in Table 1.

得られたジルコニア粉末を金型プレスにより予備成形を行った後に、成形圧力200MPaでCIP処理して成形体を得、これを大気中、900℃で2時間焼成することで本実施例の仮焼体を得た。得られた仮焼体の評価結果を表2に、SEM観察図を図1に示す。 The obtained zirconia powder is premolded by a mold press, and then CIP-treated at a molding pressure of 200 MPa to obtain a molded product, which is then fired in the air at 900 ° C. for 2 hours to perform calcining of the present embodiment. I got a body. The evaluation results of the obtained calcined body are shown in Table 2, and the SEM observation diagram is shown in FIG.

実施例2
アルミナ濃度が0.25重量%となるようにアルミナゾルを水和ジルコニアゾル水溶液に添加したこと以外は実施例1と同様な方法でジルコニア粉末を得た。
Example 2
A zirconia powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the alumina sol was added to the hydrated zirconia sol aqueous solution so that the alumina concentration was 0.25% by weight.

当該ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で成形し、本実施例の仮焼体を得た。 A calcined product of this example was obtained by molding in the same manner as in Example 1 except that the zirconia powder was used.

本実施例のジルコニア粉末の評価結果を表1に、ジルコニア仮焼体の評価結果を表2に、SEM観察図を図2に示す。 The evaluation results of the zirconia powder of this example are shown in Table 1, the evaluation results of the zirconia calcined body are shown in Table 2, and the SEM observation diagram is shown in FIG.

比較例1
ジルコニウム濃度が0.37mol/L及び塩化物イオン濃度が0.74mol/Lのオキシ塩化ジルコニウム水溶液を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で水和ジルコニアゾル水溶液を得た。水和ジルコニアゾル水溶液中の水和ジルコニアゾルは平均ゾル粒径が100nmであった。
Comparative Example 1
A hydrated zirconia sol aqueous solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aqueous zirconium oxychloride solution having a zirconium concentration of 0.37 mol / L and a chloride ion concentration of 0.74 mol / L was used. The average sol particle size of the hydrated zirconia sol in the hydrated zirconia sol aqueous solution was 100 nm.

得られた水和ジルコニアゾル水溶液を限外濾過膜(分画分子量:6000)を用いて濃縮した。濃縮後の水和ジルコニアゾル水溶液の未反応ジルコニウム含有量は10重量%であった。 The obtained aqueous solution of hydrated zirconia sol was concentrated using an ultrafiltration membrane (molecular weight cut off: 6000). The unreacted zirconium content of the hydrated zirconia sol aqueous solution after concentration was 10% by weight.

濃縮後の水和ジルコニアゾル水溶液にイットリア濃度が3mol%となるように塩化イットリウム6水和物を添加して、イットリア濃度3モル%の水和ジルコニアゾル水溶液を得た。当該水和ジルコニアゾル水溶液を180℃の温度でスプレー乾燥させた。得られた乾燥粉を、大気中、1000℃で2時間でか焼した。得られた仮焼粉を水洗した後、純水を加えて濃度45%のスラリーを調製し、アルミナ濃度が0.25重量%となるようにアルミナ粉末を添加して、振動ミルで10時間粉砕してジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末の評価結果を表1に示す。 Yttria chloride hexahydrate was added to the concentrated hydrated zirconia sol aqueous solution so that the yttria concentration was 3 mol% to obtain a hydrated zirconia sol aqueous solution having an yttria concentration of 3 mol%. The hydrated zirconia sol aqueous solution was spray-dried at a temperature of 180 ° C. The obtained dry powder was calcinated in the air at 1000 ° C. for 2 hours. After washing the obtained calcined powder with water, pure water is added to prepare a slurry having a concentration of 45%, alumina powder is added so that the alumina concentration becomes 0.25% by weight, and the mixture is pulverized with a vibration mill for 10 hours. To obtain zirconia powder. The evaluation results of the obtained zirconia powder are shown in Table 1.

当該ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び仮焼し、本比較例の仮焼体を得た。得られた仮焼体の評価結果を表2に、SEM観察図を図3に示す。 A calcined product of this comparative example was obtained by molding and calcining in the same manner as in Example 1 except that the zirconia powder was used. The evaluation results of the obtained calcined body are shown in Table 2, and the SEM observation diagram is shown in FIG.

比較例2
乾燥粉を、大気中、1100℃で2時間でか焼したこと以外は、比較例1と同様な方法でジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末の特性を表1に示す。
Comparative Example 2
Zirconia powder was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the dried powder was calcinated in the air at 1100 ° C. for 2 hours. The characteristics of the obtained zirconia powder are shown in Table 1.

当該ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び仮焼し、本比較例の仮焼体を得た。得られた仮焼体の評価結果を表2、SEM観察図を図4に示す。 A calcined product of this comparative example was obtained by molding and calcining in the same manner as in Example 1 except that the zirconia powder was used. The evaluation results of the obtained calcined body are shown in Table 2, and the SEM observation diagram is shown in FIG.

比較例3
乾燥粉を、大気中、1150℃で2時間でか焼したこと、アルミナ濃度が0.05重量%となるようにアルミナ粉末を添加して振動ミルで30時間粉砕したこと以外は、比較例1と同様な方法でジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末の特性を表1に示す。
Comparative Example 3
Comparative Example 1 except that the dried powder was calcined in the air at 1150 ° C. for 2 hours, and the alumina powder was added so that the alumina concentration was 0.05% by weight and pulverized with a vibration mill for 30 hours. Zirconia powder was obtained in the same manner as in. The characteristics of the obtained zirconia powder are shown in Table 1.

当該ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び仮焼し、本比較例の仮焼体を得た。得られた仮焼体の評価結果を表2に、SEM観察図を図1に示す。 A calcined product of this comparative example was obtained by molding and calcining in the same manner as in Example 1 except that the zirconia powder was used. The evaluation results of the obtained calcined body are shown in Table 2, and the SEM observation diagram is shown in FIG.

Figure 0006862702
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Figure 0006862702
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表2より、実施例の仮焼体は粗大焼結粒子の含有割合が0個/μmであり、実質的に粗大結晶粒子を含んでいなかった。さらに、図1及び2からも明らかなように、本実施例の仮焼体は最大径0.5μm以上の粒子も確認されなかった。 From Table 2, the calcined product of the example had a content ratio of coarse sintered particles of 0 particles / μm 2 , and did not substantially contain coarse crystal particles. Further, as is clear from FIGS. 1 and 2, no particles having a maximum diameter of 0.5 μm or more were confirmed in the calcined body of this example.

実施例3
実施例1と同様な方法でジルコニア仮焼体を得、これを大気中、1350℃で2時間焼結することで本実施例のジルコニア焼結体を得た。焼結体の評価結果を表3に示す。
Example 3
A zirconia calcined product was obtained in the same manner as in Example 1, and this was sintered in the air at 1350 ° C. for 2 hours to obtain a zirconia sintered body of this example. The evaluation results of the sintered body are shown in Table 3.

実施例4
実施例2と同様な方法で得たジルコニア仮焼体を使用したこと以外は実施例4と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。焼結体の評価結果を表3に示す。
Example 4
The zirconia sintered body of this example was obtained by the same method as in Example 4 except that the zirconia calcined body obtained by the same method as in Example 2 was used. The evaluation results of the sintered body are shown in Table 3.

比較例4
比較例1と同様な方法で得たジルコニア仮焼体を使用したこと以外は実施例4と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。焼結体の評価結果を表3に示す。
Comparative Example 4
A zirconia sintered body of this Comparative Example was obtained by the same method as in Example 4 except that the zirconia calcined body obtained by the same method as in Comparative Example 1 was used. The evaluation results of the sintered body are shown in Table 3.

比較例5
比較例1と同様な方法で得たジルコニア仮焼体を使用したこと以外は実施例4と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。焼結体の評価結果を表3に示す。
Comparative Example 5
A zirconia sintered body of this Comparative Example was obtained by the same method as in Example 4 except that the zirconia calcined body obtained by the same method as in Comparative Example 1 was used. The evaluation results of the sintered body are shown in Table 3.

比較例6
比較例1と同様な方法で得たジルコニア仮焼体を使用したこと以外は実施例4と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。焼結体の評価結果を表3に示す。
Comparative Example 6
A zirconia sintered body of this Comparative Example was obtained by the same method as in Example 4 except that the zirconia calcined body obtained by the same method as in Comparative Example 1 was used. The evaluation results of the sintered body are shown in Table 3.

Figure 0006862702
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本発明のジルコニア粉末は、ジルコニア焼結体の原料として使用することができ、粉砕機用部材,精密機械部品,光コネクター部品等の構造材料、歯科材等の生体材料、装飾部材及び電子機器外装部品等の外装材料の原料粉末に有用である。 The zirconia powder of the present invention can be used as a raw material for a zirconia sintered body, and can be used as a raw material for crusher members, precision machine parts, optical connector parts and other structural materials, dental materials and other biomaterials, decorative members and electronic device exteriors. It is useful as a raw material powder for exterior materials such as parts.

Claims (4)

BET比表面積から求められる粒子径に対する電子顕微鏡観察により求められる粒子径の比が2.2以上4.0以下であるジルコニア粉末を成形する成型工程、及び、得られた成形体を800℃以上1100℃以下で焼成する焼成工程、を有する最大径が1μm以上の粒子の含有割合が15個/μm以下であり、密度が2.8g/cm以上3.6g/cm以下であるジルコニア仮焼体の製造方法。 A molding step of molding a zirconia powder in which the ratio of the particle size obtained by electron microscope observation to the particle size obtained from the BET specific surface area is 2.2 or more and 4.0 or less, and the obtained molded product is 800 ° C. or more and 1100. Zirconia tentatively having a firing step of firing at ° C. or lower, having a maximum diameter of 1 μm or more and a content ratio of 15 particles / μm 2 or less and a density of 2.8 g / cm 3 or more and 3.6 g / cm 3 or less. How to make a roasted body. 前記ジルコニア粉末の単斜晶率が10%以下である請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the zirconia powder has a monoclinic crystal ratio of 10% or less. 前記ジルコニア粉末が2mol%以上6mol%のイットリアを含有する請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the zirconia powder contains 2 mol% or more and 6 mol% yttria. 前記ジルコニア粉末のアルミナ含有量が0重量%以上0.3重量%以下である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の製造方法。The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the alumina content of the zirconia powder is 0% by weight or more and 0.3% by weight or less.
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